天地一体互联飞行器测控通信网技术研究

发表时间:2020/9/3   来源:《科学与技术》2020年第9期   作者:赵瑞1 李蓓蕾2 高猛3 吴闯4 高曰云5
[导读] 随着我国当前科学技术的不断发展,飞行器测控由传统单一的航天测控通信发展为天地一体互联互通测控通信网是必然趋势

         摘要:随着我国当前科学技术的不断发展,飞行器测控由传统单一的航天测控通信发展为天地一体互联互通测控通信网是必然趋势。面对日趋增多的中低空无人机以及高空临近空间飞行器的测控工作,在测控通信空间网络化构建过程中,需要结合天地一体互联飞行器测控通信网技术来保证实际工作的有序进行,明确主要的应用思路,提高实际工作的效果。
         关键词:天地一体互联;飞行器;测控通信网技术
         
         在过去60年的时间内,我国航天测控通信系统经历了从无到有,逐步的形成了符合实际工作需求和要求的飞行器测控通信技术,并且在实际工作的过程中也建立了相关的基础设备,从而保证测控通信系统的正常使用。在进行天地一体互联飞行器测控通信网技术应用的过程中,需要适当的提高航天测控通信网的覆盖率,实现精准性的定位,提高我国天地一体互联飞行器测控通信网技术水平。
         一、天地一体互联飞行器测控通信网技术的发展背景
         随着我国当前航天技术的不断发展,在未来发展的过程中,对于航天测控通信网技术来说,需要结合实际工作需求以及要求对数据进行高速的传输,并且对多星测控进行有效的管理[1]。我国当前所采用的陆海基测控系统在实际应用的过程中经常会存在一定的偏差,很难满足实际工作要求以及需求,虽然一些研发人员提出了天地一体化的工作思路,但是如何更加有序的进行测控通信设备的研究,实现网络之间的互通和互联已经成为当前时代下需要解决的问题。在实际工作的过程中,相关研发人员借鉴了国外先进的工作理念以及管理模式,形成了一个抗摧毁和抗干扰能力较强的天地一体化测控体系,在实际应用中既可以对这一设备进行统一的指挥,并且也可以实现资源的有效共享,这些设备能够独立性的完成任务,广泛的运用于军事和升空的测控工作中。随着我国飞行器技术的不断发展,飞行器的活动范围和测控空间在不断的扩大,对于飞行器的测控工作来说,已经由传统单一的航天测控通信发展到中低空和临近空间的飞行器,构建了完整的飞行器测控和通信体系结构。另外随着我国当前国际化水平的不断提高,国际间的测控合作范围在不断的扩大,因此在当前时代下,需要对天地一体互联飞行器测控通信网技术进行不断的优化,将各个资源进行相互的整合,并且合理地利用各种飞行器测控和通信资源建立完善的天地一体互联测控通信网络,这样一来,在实际中就可以对空间飞行器进行全时段和全空域的覆盖,并且对一些测控信息和通信信息来说,也可以在较短时间内进行共享。从中可以看出,在当前时代下,我国天地一体互联飞行器测控通信网技术得到了一定的发展,为了提高天地一体互联飞行器测控通信网技术水平,相关研发人员需要加强研发力度,结合实际工作需要以及需求构建完善的天地一体互联测控通信网体系,满足实际工作需求和要求。
         二、天地一体互联测控通信网的概述
         天地一体互联测控通信网不仅仅能和天基系统和地基系统进行有效的互联,还可以将不同系统和不同空间层次的飞行器当做一体化系统的组成元素,构建立体化的空天地网络,从而保证测控通信技术的有序进行[2]。天地一体互联飞行器测控通信网的内涵主要是指在原有天地一体化的基础上,实现天基和地基测控通信系统的互联互通,并且在相互支持和构建的基础上对中高轨卫星和低轨小卫星进行动态化的节点监测,并且构建完善的测控通信系统,将动态化因素和静态化因素进行相互的融合,能够将测控和导航功能进行相互的融合,并且在后续研究的过程中,还可以将通信和自主定位进行有效的连接,构建层次性的立体化网络。在天地一体互联系统中还增加了临近空间的一些网络节点,这一系统由多个线路和平台而组成的,这样一来,在实际工作的过程中就可以将各个节点进行相互的融合,并且充分地发挥各个平台的工作优势以及工作效果,形成高效和实时的信息传输网络。相比于传统工作模式来说,这一天地一体化网络的健壮性是比较强的,可以适应现代化战争的应用要求。


         天地一体互联飞行器测控通信系统可以充分的发挥临近空间飞行器和低轨卫星的优势,将空间高轨卫星进行有效的连接,并且获取地面的中间地位,实现多平台信息的沟通以及互动,天地一体互联飞行器测控通信系统包含了空间和临近空间等多个平台,构建多个用户的立体网络,在实际工作的过程中,可以结合天地一体互联测控通信网技术,构建临近空间第一动态和高动态的飞行器,并且还可以和地面用户进行连接,科学合理的进行测控与通信技术的应用,将多个节点进行有效的组成,构建完善的无线网络体系框架,从而形成初步的天地一体互联飞行器测控通信网络体系结构[3]。另外天地一体互联飞行器测控通信网还和中心以及无中心的各种子网构成了一个完整的无线测控通信体系结构,可以和空间用户建立完善的测控通信关系,并且还可以加强与地面信息处理中心和指挥中心之间的沟通以及交流,这些部门在实际工作的过程中构建了有效的测控通信通路,可以获取各个节点上的一些信息,有效的实现了多元化通信和导航的服务,在网络中用户可以作为网络中信息中继平台和路由扩大信息传输的覆盖面。从中可以看出天地一体互联飞行器测控通信网将各个节点用户进行了有效的连接,也实现了信息的高效流通以及共享提高实际工作的效果。
         三、天地一体互联测控通信网的关键技术
         由于天地一体互联测控通信网包含了各个节点,并且也融合了网络中的成员,天地一体互联测控通信网作为连接其他节点的路由器和关键节点,为了保证整个网络的有序运行,需要在天地一体互联测控通信网中融入关键性的技术,这样一来既可以减少在网络中有关飞行器的损耗,还保证了整体性能。在实际工作的过程中,要利用网络实现飞行器件自主定位,维持天地一体互联测控通信网的平稳运行,从整体上看,在天地一体互联测控通信网中所蕴含的关键技术主要分为以下几个方面:
         (一)无线链路技术体制和荷载技术
         在这一技术中主要包含了网络飞行器之间和空中平台与空间平台之间的无线通道,以这一技术为主要的载体构建完整的网络体系,由于引入了临近空间飞行器的子网结构,所以很容易形成自然性的电磁环境,为了保证天地一体互联网络无线测控通信网络的平稳运行,系统设计时需要综合性的考虑信息的类型以及信息的速率,并且还要充分的了解其他系统的兼容性,对不同无线线路采取适当的工作频段和信号的波形,实现良好的工作效果。在实际工作的过程中,由于引进了临近空间飞行器的子网结构,所以飞行系所处的自然和电磁环境都是相对来说较为复杂的,所以要综合性的考虑无线链路所采用的技术体制,比如信息类型、无线电黑障特征、大气损耗等问题,和系统的兼容性进行综合性的对比以及选择,针对不同的无线线路采用最为恰当的体制。
         (二)网络协议和路由技术
         在天地一体互联测控通信网络中,由于飞行器的动态化特征是比较明显的,所以在后续使用的过程中经常会出现被攻击的行为,并且网络中的节点数和组成是处于动态化变化之中的,因此在实际工作的过程中,系统的信息在传输的过程中需要准确的选择到达节点的路由,这也是网络构建的核心问题,需要综合性的考虑动态变化的网络扩扑结构,例如节点加入和离开网络的数值变化。在飞行器所组成的无线通信网络中,由于节点位置和无线信道的损耗问题是频繁变化的,所以要综合性的考虑系统无线传输信道带等限制性的因素,考虑动态变化的网络拓扑结构和周期性广播拓扑信息资源。
         结束语:
         在当前时代下,我国天地一体互联飞行器测控通信网技术仍然处于发展阶段,因此为了提高天地一体互联飞行器测控通信网技术水平,需要对空天一体化测控通信网系统体系结构进行初步的构想,并且对关键技术进行有效的分析,结合实际的工作需求和要求,借鉴国外先进的技术和飞行器测控通信网技术对我国天地一体互联飞行器测控网络进行不断的优化以及调整,推动我国科学技术的发展。
         参考文献
         [1]胡建平.网络化综合的天地一体化信息系统探讨[J].飞行器测控学报,2017(4):241-242.
         [2]梁浩.天地一体化信息网络安全防护技术的新思考[J].电信科学,2017(12):24-25.
         [3]余波.天地一体化信息网络主动防御安全体系研究[J].微型机与应用,2019(08):17-21.
        
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